(57)【要約】【課題】従来の半導体装置の製造方法では、半導体チップの周辺領域にて水垢の発生によるフィールド酸化膜の膜厚分布不良や、ダイシング工程で発生するクラックにより半導体チップを破損させるといった問題があった。【解決手段】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上にパッド酸化膜を形成する工程と、パッド酸化膜上にシリコン窒化膜を形成する工程と、シリコン窒化膜上のスクライブラインとなる領域に平面から見て少なくとも１つの水滴捕獲領域を含むレジストパターンを設ける工程とを有している。このような製造方法を有すると、洗浄工程後の水滴残りによる影響とダイシング工程によるクラックの影響との双方に効果がある。【選択図】図１
2007258546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に半導体チップとなる領域を形成する工程と、
スクライブラインとなる領域を形成する工程と、
前記スクライブラインとなる領域に、平面から見て少なくとも１つの水滴捕獲領域を含むホトレジストパターンを設ける工程と、
前記半導体基板を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程の後に前記水滴捕獲領域に対して洗浄液の水滴を捕獲させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体基板上にパッド酸化膜を形成する工程と、
前記パッド酸化膜上にシリコン窒化膜を形成する工程と、
前記シリコン窒化膜上のスクライブラインとなる領域に、平面から見て少なくとも１つの水滴捕獲領域を含むホトレジストパターンを設ける工程と、
前記ホトレジストパターンをマスクとして前記シリコン窒化膜をエッチングする工程と、
前記パッド酸化膜をフッ酸溶液にてエッチングする工程と、
前記半導体基板を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程の後に前記水滴捕獲領域に対して洗浄液の水滴を捕獲させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に洗浄工程後に発生する水垢の素子特性への影響を防止する半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造方法にあっては、半導体ウェハの所定の領域に半導体装置を形成する場合が多く、半導体ウェハにはこの所定の領域を複数供え、１枚の半導体ウェハから多くの半導体装置を形成することが一般的である。
【０００３】
半導体ウェハにおいて、所定の領域同士は、スクライブラインとよばれる領域で分離されており、半導体装置の形成後またはあらかた形成した後、これらを半導体ウェハから切り出す際には、このスクライブラインを切削し、半導体装置を分離する。この分離した半導体装置は、一般に半導体チップと呼ばれている。以下、半導体ウェハから切り出された半導体装置を半導体チップと称する。
【０００４】
近年、電子機器の小型化に伴い、それに使用される半導体チップも小型化が要求され、半導体チップを構成する半導体素子にも微細化および大集積化が要求されている。これに伴い半導体チップ内になるべくデッドスペースを作らない方針から、半導体チップの周辺に配置する半導体素子や金属配線も半導体チップ端部に極めて近接した位置にまで形成されることが多い。
【０００５】
このような半導体チップ内の半導体素子や金属配線の形成状況に伴い、半導体チップ端部にてスクライブラインを形成する素子分離膜であるフィールド酸化膜の均一性が重要となっている。
【０００６】
フィールド酸化膜の膜厚は、フィールド酸化膜上に設ける金属配線と半導体基板との十分な絶縁性を確保するように設定されており、フィールド酸化膜が薄くなると、絶縁性を維持することが困難となり半導体基板内に不必要なリーク電流が発生することとなる。
【０００７】
しかしながら、フィールド酸化膜の形成では、耐酸化マスクの形成工程においてスクライブラインをレジストパターンで覆うことから、洗浄工程に際し半導体チップの端部にてウォーターマークと呼ばれる水垢が形成されるという問題がある。
【０００８】
この水垢は、フィールド酸化膜の形成に際し、耐酸化マスクとなりフィールド酸化膜の形成を阻み、半導体チップの端部においてフィールド酸化膜の薄い領域を形成してしまう。
【０００９】
その結果、微細化および大集積化の要求により半導体チップ端部に極めて近い領域にまで半導体素子や金属配線が形成される昨今では、上述のフィールド酸化膜の薄い領域にて金属配線と半導体基板との絶縁性が不十分となり、半導体基板内で発生するリーク電流が原因の不良問題が顕著となった。
【００１０】
ここで従来のスクライブラインの製造方法を図５〜図７の平面図および端面図を用いて説明する。図５〜図７は従来のスクライブラインの製造方法を工程順に示す平面図および端面図である。各図はそれぞれ（ａ）が平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す平面図の切断線Ｂ−Ｂ´間に対応する端面図である。
【００１１】
まず、図５の（ａ），（ｂ）に示すように、シリコンからなる半導体基板１に、パッド酸化膜２、シリコン窒化膜３を形成する。その後、全面にホトレジスト４を塗布し、所定のホトマスクを用いて露光、現像を行い、後の工程にて半導体基板１を半導体チップに分離するスクライブラインに該当する領域にホトレジスト４のパターンを形成する。図中、後の工程にて半導体チップとなる領域には符号５を、スクライブラインとなる領域には符号６をそれぞれ記す。
【００１２】
次に、図６の（ａ），（ｂ）に示すように、ホトレジスト４のパターンをマスクとしてドライエッチングにより半導体チップ内に設けるフィールド酸化膜の形成領域にあたるシリコン窒化膜３を除去し、下層のパッド酸化膜２を露出する。その後フッ酸溶液を用いて露出したパッド酸化膜２をエッチング除去することにより半導体基板１であるシリコン面を露出する。
【００１３】
図６にて、半導体基板１上のスクライブラインの形成領域には、パッド酸化膜２とシリコン窒化膜３とホトレジスト４とが積層されて残る。すなわち、露出したシリコン面の周囲にはパッド酸化膜２とシリコン窒化膜３とホトレジスト４との積層膜の壁が隙間なく形成されるのである。
【００１４】
その後、純水による洗浄を行い、例えば、一般に用いられるリンサードライヤーにより乾燥を行う。乾燥にリンサードライヤーを用いると、基板表面の純水は遠心力により一定方向に流動する。ところが露出したシリコン面を取り囲むスクライブライン上には、ホトレジスト４等よりなる壁が隙間なく設けられている。したがって半導体チップの形成予定領域の表面を流動した純水の大半はホトレジスト４等による積層膜の壁を飛び越え基板表面から離脱するものの、一部は壁を飛び越えられず、図６に示すように壁に沿ったホトレジスト４の交差部１１付近の表面に水滴８として残る。
【００１５】
次に、図７の（ａ），（ｂ）に示すように、ホトレジスト４の交差部１１付近に残った水滴８は、乾燥して水垢９となり付着する。
ホトレジスト４を除去した後、シリコン窒化膜３を耐酸化マスクとして、露出したシリコン面を酸化することによりフィールド酸化膜１０を形成すると共に、半導体チップ５領域を分離するスクライブライン６を形成するが、水垢９が付着した状態であっては、図７に示すように、水垢９が耐酸化マスクとなりフィールド酸化膜１０の形成を阻害し、フィールド酸化膜１０の膜厚が薄い領域９１が形成されてしまい、フィールド酸化膜１０の膜厚の分布が不均一となる。
【００１６】
膜厚の不均一性は素子特性にも影響を及ぼし、半導体チップ５端部のフィールド酸化膜１０の薄い領域９１では、金属配線と半導体基板との絶縁性が不十分となり、半導体基板にリーク電流が発生することから、素子不良の問題が顕著となる。
【００１７】
このような問題に対処するため、多くの提案をみるものである。（例えば、特許文献１参照。）
特許文献１に示した従来技術は、スクライブラインの交差部において隣り合う半導体チップ同士をフィールド酸化膜で連なるようにする構造である。
【００１８】
特許文献１に示した従来技術を図８および図９を用いて説明する。これらの図は、説明しやすいようにその主旨を逸脱しないように書きなおした平面図である。
図８は、半導体基板であるシリコン面からなるスクライブライン６の交差部１１において、隣り合う半導体チップ５同士をフィールド酸化膜１０で連ならせている構造を示すものである。
【００１９】
図８の場合、スクライブライン６の交差部１１にてフィールド酸化膜１０で連結されている構造となることから、フィールド酸化膜１０形成前における水洗工程後の乾燥工程では、個々の半導体チップ５となる領域表面の水滴が交差部１１を介して集まり大きな水滴となることにより、容易に半導体基板表面から吹き飛ばされる。このため、半導体基板上には、図６で示すような水滴８が残らないのである。
【００２０】
しかしながら、このような構造では、ウェハの切削工程においてダイシング用ブレードがスクライブライン上のフィールド酸化膜１０に触れると、フィールド酸化膜１０に割れを生じ、その割れが半導体チップ５にまで達すると、半導体チップ５が破壊に至るという問題があった。
【００２１】
特許文献１に示す従来技術では、このような問題に対応するため、図９に示したように、スクライブライン６の交差部１１に設けた半導体チップ５同士を連結するフィールド酸化膜１０にスリットを設ける構成を提案している。図９において、１０ａは半導体チップ５上のフィールド酸化膜、１０ｂはスクライブライン６上のフィールド酸化膜である。１２はこれらの間のスリット（隙間）である。
このスリットにより、ダイシング時に発生したフィールド酸化膜１０ｂのクラックがフィールド酸化膜１０ａには到達しないため、ダイシングの際の割れを制限する。
【００２２】
【特許文献１】特開昭６２−２８１３３４号公報（第３頁、第１図、第３Ａ図、第３Ｂ図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、図９に示した構成では、そのスリットによって、半導体チップ５同士がフィールド酸化膜１０で連続しなくなるため、図６で示すような、フィールド酸化膜１０形成前における水洗工程後の乾燥工程で半導体チップ５となる領域に水滴が溜まり、そもそもの目的である水滴を大きくして吹き飛ばすことができないのである。
すなわち、特許文献１に示した従来技術は、水洗工程後の乾燥工程での水滴溜まりを防ごうとするとダイシング工程で半導体チップが割れやすくなり、それを防ごうとすると水滴溜まりが発生してしまうのである。
【００２４】
本発明の半導体装置の製造方法は、上述の問題を解決するためになされたものであって、水洗工程後の乾燥工程では、水滴溜まりを発生せず、半導体チップをダイシングする工程であっても半導体チップが割れることはない半導体装置の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置の製造方法は、下記記載の手法を採用する。
【００２６】
本発明における半導体装置の製造方法は、半導体基板上に半導体チップとなる領域を形成する工程と、スクライブラインとなる領域を形成する工程と、スクライブラインとなる領域に、平面から見て少なくとも１つの水滴捕獲領域を含むホトレジストパターンを設ける工程と、半導体基板を洗浄する洗浄工程と、洗浄工程の後に水滴捕獲領域に対して洗浄液の水滴を捕獲させる工程とを有することを特徴とする。
【００２７】
本発明における半導体装置の製造方法は、半導体基板上にパッド酸化膜を形成する工程と、パッド酸化膜上にシリコン窒化膜を形成する工程と、シリコン窒化膜上のスクライブラインとなる領域に平面から見て少なくとも１つの水滴捕獲領域を含むホトレジストパタ
ーンを設ける工程と、ホトレジストパターンをマスクとしてシリコン窒化膜をエッチングする工程と、パッド酸化膜をフッ酸溶液にてエッチングする工程と、半導体基板を洗浄する洗浄工程と、洗浄工程の後に水滴捕獲領域に対して洗浄液の水滴を捕獲させる工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、半導体基板に設けるスクライブラインの形成過程において、半導体チップの周辺領域でフィールド酸化膜の膜厚分布を不均一とする水垢の発生を抑制し、半導体チップの信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最適な形態の半導体装置の製造方法を説明する。尚、以下に示す本発明の実態形態については、スクライブラインとその近傍の領域の形成方法を例にして説明する。
【００３０】
本発明の実施例における半導体装置の製造方法を図１，図３の平面図および図２，図４の端面図を用いて説明する。図１，図３は、本発明の実施例における半導体装置の製造方法を工程順に示す平面図である。図２，図４はそれぞれ図１，図３中の切断線Ａ−Ａ´間に対応する端面図である。
【００３１】
まず、図１，図２に示すように、シリコンからなる半導体基板１(図１には図示しない)に酸化拡散炉を用いた酸化処理によりパッド酸化膜２を３０ｎｍの膜厚でウェハ全面に形成する。次に、反応ガスに二塩化シラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）とアンモニア（ＮＨ３）とを用いた化学気相成長法（以下ＣＶＤ法と記載する）により、シリコン窒化膜３を１５０ｎｍの膜厚で形成する。
【００３２】
その後、全面にホトレジスト４を全面に塗布し、所定のホトマスクを用い露光、現像を行い、後の工程にて半導体基板１を半導体チップに分離するスクライブラインとなる領域に平面から見て水滴捕獲領域７を含むホトレジスト４のパターンを形成する。
図中、後の工程にて半導体チップとなる領域には符号５を、スクライブラインとなる領域には符号６をそれぞれ記す。さらに水滴捕獲領域７はホトレジスト４の凹部実線と破線に囲まれた領域である。
【００３３】
次に、ホトレジスト４のパターンをマスクとして、エッチングガスに六フッ化イオウ（ＳＦ６）とヘリウム（Ｈｅ）を用いたエッチングによりシリコン窒化膜３を除去する。その後フッ酸系溶液を用いパッド酸化膜２を除去し、半導体基板１のシリコン面が露出する。
【００３４】
次に、洗浄液である純水で洗浄を行う。その後、半導体基板１をリンサードライヤーを用いて回転させて水滴を除去するのであるが、このとき水滴８は、半導体基板１の回転に伴って移動し、クライブライン６領域に設ける水滴捕獲領域７に集まる。その様子を図３，図４に示す。
図３，図４に示す例では、図面向かって左から右に遠心力が働いている例を示しているため、水滴捕獲領域７には、水滴８が片側のみ捕獲されている。
【００３５】
以後の工程は、従来技術の製造方法と同一であるので説明を省略する。
【００３６】
以上の説明から明らかなように本発明の半導体装置の製造方法は、フィールド酸化膜１０の形成である半導体チップ５の分離工程において、スクライブライン６領域に該当する領域に水滴捕獲領域７を含むホトレジスト４のパターンを形成する。
【００３７】
図３，図４に示すように、洗浄後の純水の水滴８は、水滴捕獲領域７に捕獲されることから、半導体チップ５領域に乾燥後水垢９が形成されることはない。
したがって、半導体チップ５はその端部領域においても十分な膜厚のフィールド酸化膜が形成される。
【００３８】
以上のことから、本発明の半導体装置の製造方法により形成された半導体装置では、半導体チップの端部領域にて金属配線と半導体基板との絶縁性は十分となり、半導体基板内にて発生するリーク電流が原因の電気的な不良は抑制され、安定した素子特性を得る。
【００３９】
本発明の半導体装置の製造方法は、すでに説明したとおり、スクライブライン６形成領域上に水滴捕獲領域７を有するホトレジスト４を構成するものである。後の工程ではこのホトレジスト４は除去される。すなわち、半導体チップ５を切り出すダイシング工程にあっては、スクライブライン６上にはダイシングの障害となる構成がないのである。
したがって、本発明の半導体装置の製造方法は、洗浄工程後の水滴残りによる影響とダイシングによるクラックの影響との双方に効果がある製造方法であるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の半導体装置の製造方法では、半導体チップ端部まで均一な膜厚のフィールド酸化膜を形成することができるから、半導体チップ周辺に極めて近接した位置にまで半導体素子や配線領域を設けることができる。このため、高集積用の半導体装置の製造方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法におけるホトレジストの形状を説明する平面図である。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法におけるホトレジストの形状を説明する端面図である。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法における水滴捕獲の様子を説明する平面図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法における水滴捕獲の様子を説明する端面図である。
【図５】従来知られている技術の問題点を説明する図である。
【図６】従来知られている技術の問題点を説明する図である。
【図７】従来知られている技術の問題点を説明する図である。
【図８】特許文献１に示す従来技術を説明する図である。
【図９】特許文献１に示す従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  半導体基板
２  パッド酸化膜
３  シリコン窒化膜
４  ホトレジスト
５  半導体チップ
６  スクライブライン
７  水滴捕獲領域
８  水滴
９  水垢
１０  フィールド酸化膜
１１  交差部
１２  スリット
【図１】
2007258546.tif 000003
【図２】
2007258546.tif 000004
【図３】
2007258546.tif 000005
【図４】
2007258546.tif 000006
【図５】
2007258546.tif 000007
【図６】
2007258546.tif 000008
【図７】
2007258546.tif 000009
【図８】
2007258546.tif 000010
【図９】
2007258546.tif 000011